Что называют вариабельностью сердечного ритма, алгоритм проведения анализа

О чем вам расскажет вариабельность сердечного ритма: гид

Как один параметр, измеренный с помощью смартфона, определяет состояние вашего организма

Многие ученые считают, что будущее за превентивной медициной: наши гаджеты будут собирать достаточное количество информации о показателях здоровья, чтобы можно было начать принимать меры еще до того, как появится реальная проблема. Пока это во многом мечты: точные замеры по-прежнему делаются в лабораториях и клиниках на дорогом и мощном оборудовании.

Тем не менее кое-что уже можно измерять и с помощью смартфона. Например — вариабельность сердечного ритма (heart rate variability, HRV). Мобильные приложения научились «распаковывать» простую метрику в десятки полезных данных об организме, по которой делаются выводы об уровне стресса, работе центральной нервной системы и многом другом.

Как это возможно? Расскажем в нашем гиде.

Космическая технология

Использовать HRV начали еще в 1960-х. Его придумали как неинвазивный способ измерять уровень стресса в организме, оценивать функциональное состояние, риск заболеть и другие параметры. Изначально HRV применяли, чтобы следить за самочувствием астронавтов. Но вариабельность оказалась таким всеобъемлющим показателем, что вскоре изучать ее стали и за пределами NASA.

Что такое вариабельность сердечного ритма

Если очень упрощать — это показатель, отражающий неравномерность вашего сердцебиения.

Сердце бьется с неравными интервалами. Если ваш пульс — 60 ударов в минуту, это не значит, что ваше сердце сокращается ровно раз в секунду. На самом деле, ваше сердцебиение выглядит примерно так:

И это совершенно нормально. Сердце и не должно биться равномерно, оно даже не должно к этому «стремиться». Напротив — чем больше неравномерность, она же вариабельность сердечного ритма, тем лучше ваше функциональное состояние.

Как измерить HRV?

Большим прорывом стало появление новых технологий — в частности, смартфонов с камерами и вспышкой. Вы просто прикладываете палец к камере, и она фиксирует каждый удар сердца — приток крови затемняет кожу.

Показатели вариабельности рассчитывают различные приложения. Среди них, к примеру, Welltory — один из топовых сервисов в этой сфере с российскими корнями. Есть еще HRV4Training — это приложение заточено под спортсменов и помогает понять, как тренировки влияют на вариабельность (и наоборот). Приложение платное, им пользуются профессиональные спортсмены вроде членов NBA, NHL и участников Олимпийских игр.

Если вы хотите повысить точность измерений, можно подключать к приложениям гаджеты, которые считывают показатель вариабельности сердечного ритма — например, нагрудный датчик, специальный фитнес-браслет или клипсу. Есть и такие приложения — в частности, CardioMood и Elite HRV, — где вариабельность измеряется не с помощью камеры, а исключительно с помощью кардиомониторов.

Также показатель вариабельности самостоятельно измеряют некоторые гаджеты: например, Apple Watch и Oura Ring (кольцо, чья основная цель — мониторинг сна). Результаты можно увидеть в приложениях Apple Health и Oura соответственно. Но тут есть нюанс: эти гаджеты измеряют всего один показатель вариабельности — и поэтому их нельзя использовать для расширенной аналитики, в том числе подключать к приложениям, разработанным именно для анализа вариабельности.

Обратите внимание, что не каждый гаджет подойдет для измерения вариабельности — например, популярные Fitbit и Mi Band не «отдают» значения интервалов между ударами сердца, поэтому на базе их данных нельзя вычислить параметры, связанные с HRV. Список подходящих устройств можно посмотреть, например, тут.

Какие показатели рассчитываются на базе HRV

Один из главных параметров вариабельности сердечного ритма — это SDNN (Standard Deviation of the Normal-to-Normal). Как можно догадаться из названия, он помогает узнать стандартное (среднеквадратичное) отклонение интервалов между ударами сердца — их еще называют RR-интервалами — от среднего значения. Именно этот параметр отслеживают Apple Watch, и его можно увидеть в приложении Apple Health.

Есть еще один важный параметр вариабельности, сходный с SDNN — RMSSD (Root Mean Square of Successive Differences). Для его расчета используется разница между каждым RR-интервалом и предыдущим интервалом — то есть этот показатель дает представление о динамике. Параметр RMSSD использует в измерении вариабельности кольцо Oura Ring — его вы увидите на графике HRV в приложении Oura.

И SDNN, и RMSSD, и RR-интервалы измеряются в миллисекундах (мс).

На базе полученных параметров — SDNN, RMSSD и RR-интервалов — высчитывают и другие показатели. Один из важнейших — это pNN50: он показывает вероятность того, что каждый случайно выбранный интервал будет отличаться от среднего более чем на 50 мс. Сравнивая здоровых людей с теми, у кого, например, есть проблемы с сердцем, можно увидеть, что у здоровых показатель pNN50 оказывается выше.

Еще на базе HRV рассчитываются «волны». Не будем углубляться в детали — просто представьте, что все RR-интервалы выстроили в столбики, и стали считать маленькие колебания волнами с высокой частотой (high frequency, HF), а большие — с низкой (low frequency, LF и very low frequency, VLF).

Какое отношение к здоровью имеют эти цифры?

Это главный вопрос. Речь здесь идет не прямом соответствии показателя состоянию организма (сдаешь анализ на кортизол –> понимаешь, какой у тебя уровень стресса), а о корреляции. Но — корреляции, подкрепленной большой статистикой.

Наблюдая, например, за показателем SDNN в течение длительных — суточных — измерений, ученые выяснили, что вариация этого показателя отражает, насколько хорошо в целом организм контролирует работу сердца. Это косвенно говорит о том, эффективна ли вегетативная (автономная) нервная регуляция организма. Обнаружили они это математически — проследив за корреляциями показателя SDNN и параметров, отражающих работу вегетатики.

Вегетативная система регулирует работу желез и внутренних органов в автономном режиме — в том смысле, что не зависит от воли человека: мы не можем усилием мысли заставить сердце биться быстрее или сузить зрачки. Состоит из двух дополняющих друг друга частей — симпатической и парасимпатической. Первая, вопреки названию, обычно не сулит ничего хорошего — это система, реагирующая на стресс. Вторая — регулирует работу организма в расслабленном, спокойном состоянии. Проще всего представить работу двух систем на примере травоядного животного — скажем, зебры: пока она мирно пасется, работает парасимпатическая система, при виде хищника включается система симпатическая. Чрезмерная, незатихающая активность симпатической системы у человека — признак хронического стресса.

Что делает с нами симпатическая и парасимпатическая нервная система. Источник: Silvia Bunge, ResearchGate

С RMSSD, который достаточно точен даже при краткосрочных замерах — около 5 минут, другая история. Ученые во время своих экспериментов, тоже математически, выяснили, что в коротких промежутках на разнице между соседними ударами сердца и вариабельности сердечного ритма больше сказывается парасимпатика — та часть автономной нервной системы, что отвечает за расслабление. Именно поэтому параметр RMSSD можно использовать для того, чтобы оценить, насколько хорошо организм сейчас восстанавливается.

В итоге: RMSSD — более точный параметр для краткосрочных замеров, больше реагирует на парасимпатику, позволяет прямо сейчас оценить восстановление; SDNN — менее точный в быстрых замерах, имеет смысл наблюдать за ним в динамике, чтобы оценить, насколько вы в стрессе, сбалансирована ли автономная нервная система и не является ли ваша симпатика чересчур активированной.

Про упомянутые выше «волны» установили такие соответствия: HFволны отвечают в большей степени за работу парасимпатической системы и за дыхание. Если они в данный момент сильны, значит, вы активно восстанавливаетесь. Мощность HF-волн недостаточна? Возможно, организм работает из последних сил, и нужно сесть и расслабиться, помедитировать и подышать.

А вот LF-волны, напротив, отражают активность симпатической нервной системы — той самой, что отвечает мобилизацией на стресс. Если их мощность достаточна, значит, вы в тонусе. Слишком высокий показатель может говорить о том, что вы перенапряглись, и нужно сбавить обороты. Низкая активность LF волн — показатель того, что вы чересчур расслаблены, и надо собраться и добавить здорового стресса в жизнь.

Еще один важный показатель — это соотношение LF/HF. Оно отражает то, насколько сбалансирована работа вегетативной нервной системы между двумя ее отделами — симпатическим и парасимпатическим. В норме это соотношение должно быть не ниже единицы.

Показатель VLF тоже говорит скорее о состоянии организма в целом. Он помогает определить, справляется ли автономная нервная система с регуляцией вашего состояния — или для борьбы со стрессом уже приходится подключать центральную нервную систему.

Как это работает: пример

Я измерила вариабельность сердечного ритма во время написания этого текста. Все показатели оказались в порядке: SDNN равен 76 мс (это даже лучше, чем в среднем у женщин моего возраста — 25–35 лет), RMSSD — 59 мс, тоже чуть лучше, чем в среднем. Если же брать нормативные диапазоны, то я буду на верхней границе нормы — отличный результат. И pNN50, который у меня равен 32,8%, находится ровно на уровне среднего здорового молодого человека.

Приложение, которое я использовала — Welltory — выдало мне вердикт: сейчас вы в хорошем состоянии, у вас много энергии, а стресс оптимален. Поэтому, например, я могу сегодня пойти на силовую тренировку или взяться за сложную задачу по работе (чем я, собственно, и занимаюсь).

Но завтра мои параметры могут быть совсем иными — а значит, я получу другие советы и буду корректировать нагрузку в соответствии со своим состоянием.

Другой пример. Вчера я сделала измерение HRV перед сном.

Показатель HF-волн был на уровне 2170 мc2, LF — 1580 мc2. Соответственно, соотношение LF/HF было равно 0,7 — вроде бы ниже нормы. Но, как выяснилось, для позднего вечера это в самый раз: это значило лишь, что я хорошо восстанавливаюсь, и организм вошел в режим расслабления перед сном.

Показатель VLF оказался равен 4495 мc2. Приложение сказало мне, что это очень много — я, видимо, слишком вымоталась, и «из-за повышенного физического или эмоционального возбуждения автономная нервная система уже не справляется с управлением ритмом вашего сердца». В этот день я прошла около 12 тысяч шагов — это почти в два раза больше, чем я хожу обычно. Наверно, проблема была в этом.

Можно проще?

Для тех, кому лень разбираться во всем многообразии сложных параметров вариабельности, приложения предлагают простой «вердикт» — для этого показатели HRV переводятся в интуитивно понятные всем факторы. В случае с Welltory, которым пользуюсь я, это стресс, энергия и продуктивность (в вечернее время параметр «продуктивность» меняется на «тяжесть дня»).

Как рассчитываются эти факторы? Все довольно просто.

Есть готовые формулы, которые исследователи вывели математически, изучая разные параметры HRV, объективные и субъективные факторы самочувствия человека. Оказалось, что уровень стресса коррелирует с SDNN и LF — показателями, связанными с симпатикой. Энергия рассчитывается на базе работы парасимпатики, то есть параметров RMSSD и HF: чем хуже работает парасимпатическая нервная система, тем больше усталости копится — и энергии становится меньше. Наконец, показатель продуктивности/тяжести дня скоррелирован с работой префронтальной коры: чем больше она вынуждена вмешиваться в контроль за работой сердца, тем меньше ресурса остается для продуктивной работы. И определить это можно с помощью параметра VLF.

А как все эти готовые формулы применимы к жизни конкретного человека? Вот как: эти формулы «калибруются» под каждого пользователя приложения. Понятно, что мы все разные — и предсказать самочувствие любого случайного человека по одной и той же формуле было бы нереально. Поэтому приложение использует самообучающийся алгоритм — и в качестве исходных данных берет ваши замеры и обратную связь о самочувствии (картинка в правом верхнем углу).

Как применять это на практике?

Вариабельность сердечного ритма — хороший способ быстро и достаточно точно оценить функциональное состояние организма. В отличие от пульса, который в большей степени отражает реакцию организма на физическую активность, HRV учитывает также ментальную и эмоциональную нагрузку. Поэтому, измерив вариабельность сердечного ритма, вы можете в целом оценить, как ваше тело переносит все происходящее в вашей жизни.

Показатели, связанные с HRV, нестабильны. Поэтому интереснее всего наблюдать за ними в динамике. Если уж решите измерять вариабельность сердечного ритма, делайте это регулярно, желательно — в одно и то же время. Хотя бы 4–5 замеров в неделю — и со временем вы сможете увидеть какие-то тренды, заметить корреляцию параметров с образом жизни и, возможно, внести в него какие-то изменения.

Наверное, не стоит относиться к показателям вариабельности слишком серьезно. Замеры не должны заменять здравый смысл и ощущения, но они могут помочь в некоторых ситуациях. Например, так.

  • Можно сделать вывод о том, как работать: продолжать в том же духе, устроить небольшой перерыв и размяться, чтобы проветрить голову и восстановить энергию, или же свернуть по возможности все дела до завтра. Высокий параметр LF, который к тому же превышает HF, говорит о том, что организм в тонусе — можно продолжать дела. Если все наоборот — значит, организм уже перешел к фазе восстановления, и стоит сделать перерыв. А если и это не поможет — остановиться и перенести оставшиеся дела на утро.
  • Стоит отложить тяжелую тренировку, если показатели говорят о низкой энергии. Если ваш показатель RMSSD снижается, значит, парасимпатическая нервная система работает не очень хорошо — можно подстегнуть ее, сходив на йогу. А вот когда SDNN и RMSSD достаточно высоки, это значит, что ваш организм хорошо выдерживает стресс и восстанавливается — и он будет не против пробежки или приседаний со штангой.
  • Имеет смысл изменить режим сна, если данные говорят о необходимости восстановиться. Низкие параметры RMSSD и HF, особенно в совокупности с высоким VLF — знак, что стоит посвятить больше времени отдыху.
  • Какие задачи выбирать: браться ли за сложные, комплексные задачи, требующие умственного напряжения, сделать что-то творческое или разобраться с рутиной. Например, если у вас высокий показатель VLF, это значит, что мозг был вынужден подключиться к управлению ритмом сердца — на сложные и творческие задачи, требующие концентрации, у него вряд ли останутся силы. Поэтому в такой день займитесь лучше рутинной работой.

Научная электронная библиотека

Прекина В И, Самолькина О Г,

1.1. Вариабельность ритма сердца

Для оценки риска развития неблагоприятных сердечных событий широко используется анализ вариабельности ритма сердца (ВРС), которая представляет собой временные колебания интервалов между последовательными ударами сердца (интервалов RR) и рассматривается как маркер активности вегетативной нервной системы (ВНС) [206]. ВРС – количественное выражение, мера синусовой аритмии. В последние годы возрос интерес к изучению ВРС как показателя, отражающего автономную регуляцию сердца и определяющего риск внезапной сердечной смерти [100, 226, 228]. В настоящее время ВРС признана наиболее информативным и доступным методом оценки вегетативной регуляции сердечного ритма и является неотъемлемой частью обследования кардиологических больных [227].

Несмотря на большое количество исследований, свидетельствующих о взаимосвязи симпатики, парасимпатики, барорефлекса, системы терморегуляции, гуморальных влияний с определенными временными и спектральными показателями ВРС, к настоящему времени накоплен большой фактический материал, не позволяющий однозначно рассматривать ВРС как метод оценки вагосимпатического баланса. Так, эксперты клиники Мэйо (США), проанализировав работы за 20-летний период в области ВРС, отметили, что, учитывая множественный характер эндо- и экзогенных факторов, влияющих на формирование структуры ритма сердца, параметры ВРС не отражают истинное состояние ВНС у больных с кардиоваскулярной патологией.

Основной целью исследования ВРС при суточном мониторировании ЭКГ (на длительных промежутках времени) является оценка функционального состояния пациента. Функциональное состояние пациента – это способность и готовность организма выполнять различные функции (по И.К. Анохину, 1975) [5], в частности – поддержание его гомеостаза и интеллектуального состояния [11]. Общей мерой для всех этих функций можно считать энергию, затраченную на их выполнение. Живой организм при взаимодействии с внешней средой стремится достигнуть полезного результата с наименьшими энергетическими затратами.

Одним из показателей нормального функционирования систем является нормальная ВРС. Высокая ЧСС, снижение ВРС и синусовой аритмии являются неблагоприятными факторами при оценке функционального состояния пациента [4, 123, 224]. Преобладание симпатической активности характерно для состояния стресса и неблагоприятно сказывается на деятельности сердечно-сосудистой системы, приводит к развитию тахикардии, сердечных аритмий, ишемии миокарда, гипертонических кризов [28, 113, 222, 223]. У пациентов с АГ и цереброваскулярными заболеваниями имеются изменения ВРС с преобладанием активности симпатической нервной системы [108]. Снижение ВРС связано с возрастом [21, 87].

Инсульт приводит не только к повышению уровня катехоламинов плазмы, но и изменениям автономной регуляции сердечно-сосудистой системы, нарушению ВРС, что может негативно влиять на электрическую нестабильность миокарда, провоцировать аритмии, которые могут ухудшать гемодинамику и негативно влиять на репаративные процессы в зоне церебральной ишемии [36, 145, 184]. При развитии ишемического инсульта отмечалась положительная корреляция между частотными показателями ВРС и уровнями систолического и диастолического АД в дневные и ночные часы, что свидетельствует о едином механизме, участвующем в регуляции работы сердечно-сосудистой системы, и его нарушении у больных в остром периоде ИИ [24]. Дисфункция вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы влияет на выживаемость после инсульта [193, 264].

В острейшем периоде ИИ происходит угнетение вегетативной регуляции сердца со снижением всех параметров ВРС и циркадного
индекса (ЦИ) ЧСС. Выявлена прямая связь между суммарной вегетативной активностью (SDNN) и тяжестью неврологического дефицита в начале и по окончании острого периода [114]. Риск возникновения инсульта коррелирует с низкими показателями SDNN ночью [176]. При наличии депрессии у больных с инсультом SDNN был зна-
чительно ниже [246].

При инсульте наблюдалось большее, чем у пациентов с гипертоническим кризом, снижение временных показателей ВРС и ЦИ [23, 128]. Отмечено снижение ВРС у больных с АГ в острейшем периоде ИИ [23]. К концу острого периода увеличивается выраженность вегетативного дефицита у больных ХСН, что обусловлено диффузными изменениями сердечной мышцы, приводящими к перестройке внутрисердечного вегетативного аппарата [115].

При наличии выраженного неврологического дефицита по окончании раннего восстановительного периода инсульта у больных хронической сердечной недостаточностью I-II ФК в динамике, по сравнению с острым периодом (7–10-й день болезни), выявлено статистически значимое снижение ВРС, нарастание активности симпатико-адреналовой системы. Регресс неврологической симптоматики в раннем восстановительном периоде ишемического МИ сопровождается уменьшением вегетативной дисфункции по данным ВРС [51].

Лакунарный инсульт в остром периоде сопровождается изменениями ВРС [37]. Сниженная парасимпатическая активность коррелирует с неблагоприятным ранним прогнозом у лиц с атеротромботическим
инсультом [182].

В остром периоде инсульта происходит снижение ВРС, обусловленное поражением определенных мозговых структур [210, 211]. К концу острого периода максимальный дефицит вегетативных влияний на ритм сердца сохраняется у больных с инсультом в вертебрально-базилярной системе и при большом очаговом поражении [114]. Проспективное наблюдение на протяжении 1 года состояния вегетативного статуса у больных после инсульта в вертебрально-базилярном бассейне указывает на значительную стойкость выявленных нарушений ВРС [133]. Cнижение ВРС более выраженно при правосторонней локализации церебрального поражения. При этом самые низкие значения ВРС регистрировались при вовлечении в патологический очаг правого островка [265]. При правосторонней локализации инсульта независимо от поражения островковой доли имеется стойкий дефицит вегетативной регуляции, в большей степени за счет парасимпатической составляющей, что может быть связано с более неблагоприятным прогнозом [115].

В острейшем периоде ИИ у больных с преимущественным поражением каротидного бассейна с образованием больших и средних по размеру очагов отмечается стойкое нарушение сердечно-сосудистой автономной регуляции.

Выявлены взаимосвязи церебральной и центральной гемодинамики в остром периоде вертебробазилярного инсульта ишемического генеза, выражающиеся в снижении мозгового кровотока не только в бассейне позвоночных артерий, но и в целом, при одновременном увеличении показателей насосной функции сердца в первые сутки мозговой катастрофы и с последующим её снижением к концу 3-й недели; при этом падение сердечного индекса менее 1,8 являлось прогностически неблагоприятным [42].

К концу острого периода инсульта увеличивается выраженность вегетативного дефицита у больных с хронической сердечной недостаточностью (ХСН), что обусловлено диффузными изменениями сердечной мышцы, приводящими к перестройке внутрисердечного вегетативного аппарата [116]. Регресс неврологической симптоматики в раннем восстановительном периоде ИИ сопровождается уменьшением вегетативной дисфункции по данным ВРС [51].

ЦИ ЧСС характеризует изменчивость ритма в течение суток и является важной характеристикой патологического процесса. Циркадные колебания частоты кардиальных кризов тесно связаны с биоритмами изменений электрофизиологических свойств в миокарде [187]. В первые сутки ИИ отмечается существенное снижение ЦИ, сохраняющееся на протяжении последующих трех недель. При локализации очага в вертебро-базилярной системе снижение ЦИ носит стойкий характер и свидетельствует о стабильности нарушений функциональных резервов сердечно-сосудистой системы, поражение в каротидной системе сопровождается адекватной реакцией ЦИ в процессе восстановления [145]. У больных с различным течением инсульта встречаются разные варианты изменений вегетативной регуляции и неодинаковая степень их выраженности, что позволяет использовать оценку изменений обоих отделов ВНС для прогнозирования тяжести и исхода заболевания [173, 181, 183, 212].

Наиболее информативные критерии ВРС, которые с вероятностью 70–82 % ассоциируются с высоким риском летального исхода при инсульте: SDNN 1,45 (Макаров Л.М., 2011). Незначительное отклонение циркадного профиля от нормы (пограничное значение) считали при значении ЦИ в пределах 1,2–1,23.

Кроме временных показателей ВРС использовали метод «анализа коротких участков» [110]. Интегральное заключение по ВРС проводилось по доле участков с малой вариабельностью: если больше 60 %, то «Резко снижена», от 30 до 60 % – «Умеренно снижена», меньше
30 % – «Норма».

С помощью исследования ВРС можно получить новые дифференциально-диагностические критерии дисфункции сердечно-сосудистой системы, в том числе и в результате сосудистого церебрального поражения. ВРС представляет собой объективный и чувствительный индикатор церебральной функции при инсульте.

В табл. 1.1.1 представлена сравнительная характеристика ЧСС, показателей ВРС и ЦИ пациентов, включенных в исследование. Средняя ЧСС в исследуемых группах была примерно одинаковой. Максимальное снижение SDNN отмечено у пациентов ОГ: на 11,36 % (P ОГ ( n = 108)

Как рассчитываются показатели стресса и энергии в фитнес-гаджетах: анализ вариабельности сердечного ритма

Согласно нашим исследованиям (мы – это med-tech платформа Engy Health для контроля здоровья, энергии, стресса и напряжения по методологии анализа вариабельности сердечного ритма), больше 70% пользователей фитнес-гаджетов не обращает внимание на показатели «Энергия», «Стресс» или «Напряжение». В восприятии пользователей это малозначащий маркетинговый наворот.

Мы попросили физиологов понятно объяснить принцип работы этих показателей. В качестве бонуса расскажем, почему в условиях эпидемии их отслеживание может кому-то из вас или ваших близких спасти жизнь.

За «фантастическими» расчетами стресса и энергии в вашем фитнес-гаджете стоит кардиологическая методология анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР), или Heart Rate Variability — HRV.

Методология ВСР только появляется в массовой индустрии фитнес-гаджетов, однако её история насчитывает почти 60 лет и берет начало в 1960-х, годах на старте космических программ супердержав.

Задача методологии заключалась в исследовании уровня здоровья космонавтов на предмет их готовности адаптироваться к экстремальным условиям подготовки и полетов. Традиционная западная клиническая медицина на тот момент была направлена на борьбу с болезнями, однако у космонавтов просто не было «права» на болезнь: медики должны были гарантировать здоровье космонавта и отсутствие срывов перед полётом. (И поскольку карантинные меры в нынешней ситуации также направлены на «предотвращение болезни», логично обратиться к накопленному опыту физиологов).

В ходе исследований пульса у космонавтов (телекоммуникационные данные уже позволяли передавать их ритмограмму с орбиты на землю) были определены механизмы адаптации организма к изменяющимся условиям как внешней среды (например, к невесомости), так и внутренней среды (например, простуда или вирусная атака), а также свойства работы самих адаптационных систем. Эти наблюдения переосмыслили понятие здоровья. Здоровье – это не просто отсутствие болезни, а готовность организма адаптироваться к изменениям среды. Чем лучше здоровье, тем дольше вы можете приспосабливаться ко все более стрессовым изменениям.

Медики, разработчики ВСР, определили, что за успешную адаптацию к меняющимся условиям внешней и внутренней среды отвечает вегетативная нервная система, состоящая из двух отделов:

симпатическая система (активация организма в условиях изменений внешней среды, отражает состояние стресса )

парасимпатическая система, ее основной частью является блуждающий нерв (восстановление и отдых после стресса и регуляция внутренней среды организма)

– Если мощи компонентов вегетативной системы не хватает или они разбалансированы, к управлению адаптацией подключаются гумморальная система (отвечает за гормональное регулирование) и высшие отделы центральной нервной системы (реагирует на раздражители внешней среды через органы чувств)

Методология ВСР оказалась настолько эффективной с точки зрения превентивной медицины, то есть медицины, направленной не на борьбу с уже наступившими болезнями, а на их предотвращение, что уже с 1970-х годов ВСР стала крайне популярной в спортивной медицине при подготовке профессиональных спортсменов к соревнованиям, а позже – в промышленной медицине, авиации и пр. Вышедшая из космической медицины ВСР также стала предвестником получившей позднее признание интегративной медицины, то есть медицины, направленной на изучение организма как целостной системы и механик этого взаимодействия.

Сегодня, на фоне растущей необходимости следовать здоровому образу жизни и интереса к биохакингу, ВСР начинает становиться доступным обычным людям. Вполне возможно, что ВСР-замеры есть в вашем фитнес-браслете или пульсометре, а вы об этом не догадываетесь.

Итак, что же значат показатели «Энергия», «Стресс» и «Восстановление» в фитнес-гаджетах и действительно ли можно померить зарядку организма также, как смартфона. Попробуем максимально просто объяснить механику.

В основе лежит основа сердечного пульса, а точнее – вариабельности между ударами (на ритмограмме – RR- и NN-зубцов). Вариабельность предполагает, что при 60 ударах в минуту (в 60 секундах) разрыв между RR- и NN- зубцами в части ударов будет менее секунды, а часть – более.

При дальнейшем математическом анализе ритмограммы мы можем выявить волновую структуру вариабельности. При этом выделяется 3 частоты волн:

– короткие волны (High Frequency Waves, или HF-волны). Ученые выявили, что они характеризуют работу парасимпатической системы, отвечающей за восстановление в организме. Отражают влияние на пульс со стороны блуждающего нерва.

– длинные волны (Low Frequency Waves, или LF-волны). Эти волны отражают работу симпатической системы. В нашем организме она отвечает за реакцию организма на стресс.

– сверхдлинные волны (VLF-лн. Они отражают работу гумморальной системы с помощью гормонального воздействия, которая подключается к регулированию адаптации организма, когда силы симпатики и парасимпатики не хватает.

Дальнейшее преобразование данных позволяет выявить спектрограмму, определив уровень воздействия каждой из систем на ваш сердечный ритм. А значит, мы можем четко понять, какая из систем влияет на вас в момент замера в большей мере: симпатическая система (стресс), парасимпатическая система (восстановление после стресса) или гуморальная система (гормональное вмешательство при недостаточной работе симпатики и парасимпатики).

Научная работа с данными ритмограмм – для подтверждения гипотез в рамках ВСР были проведены многочисленные популяционные исследования по всему миру – позволила ученым сформулировать несколько показателей. Методология их расчётов была закреплена в 1996 году в международном стандарте измерения, физиологической интерпретации и клинического использования ВСР. Всего насчитывается более 20 показателей, однако здесь мы разберем несколько наиболее часто встречающихся в фитнес-гаджетах на российском рынке:.

«Энергия» (в международной терминологии Total Power)

Total Power рассчитывается по формуле TP=VLF+LF+HF. То есть, по сути, при измерении этого показателя вы видите суммарную мощность всех трех диапазонов вашего сердечного ритма. В целом, этот показатель свидетельствует о натренированности ваших адаптационных систем, это и есть «зарядка» вашего организма. Чаще всего показатели утренних замеров TP выше, чем вечером, так как в течение дня организм устаёт.

С помощью этого показателя вы можете отслеживать своё комплексное физиологическое состояние и готовность организма к дополнительным физическим, интеллектуальным и эмоциональным перегрузкам (вы отвечаете на вопрос, пойдет ли на пользу здоровья предстоящая физическая тренировка или волнительная презентация). Также важно понимать, что как слишком низкие, так и слишком высокие показатели TP критичны и говорят либо о нехватке мощи, либо о перенапряжении систем адаптации. (Ниже и далее указаны шкалы для здоровых людей в удовлетворительной физической форме. Данная шкала не подходит для профессиональных спортсменов с отличающимися нормативами)

Стресс отражает данные симпатической системы (LF-волны). Индекс Стресса отражает, в какой степени вы испытываете напряжение в ответ на стрессовый фактор. Важно понимать, что под стрессом в методики ВСР предполагается не психологический, а физиологический стресс. Как отсутствие, так и перенапряжение стресса одинаково критичны для организма: важно держать показатель в балансе для того, чтобы избегать общего ухудшения физиологического состояния.

«Восстановление»

Под «Восстановлением» в большинстве гаджетов имеется в виду показатель RMSSD. Он показывает состояние парасимпатической системы, отвечающей за восстановление организма после стресса. Высокий RMSSD говорит о высокой степени восстановления организма и его готовности к очередным и большим нагрузкам, если тренд пошел вниз, то вам нужно больше отдыхать и дать организму возможность восстановиться. Этот показатель особенно популярен среди любителей и профессиональных спортсменов, так как помогает чётко регулировать нагрузку, отслеживать прогресс или деградацию физической формы.

Вегетативный баланс (LF / HF)

Вегетативный баланс отражает сбалансированность симпатической (стресс) и парасимпатической (восстановление) систем. Таким образом, вы в любой момент можете понимать, насколько ваш организм сбалансирован и что в нем преобладает на момент замера – симпатика (стресс) или парасимпатика (восстановление).

Чтобы начать делать замеры ВСР, прежде всего, вам нужен пульсометр, смарт-часы или фитнес-браслет с функцией замеров ВСР. Такая функция уже встроена у топовых моделей Apple Watch, Garmin, Polar или Suunto. Однако это совсем не значит, что за доступ к замерам ВСР нужно много заплатить.

Например, вы можете использовать популярные в спортивной среде нагрудные пульсометры, средняя цена за которые находится в диапазоне 4 000 – 6 000 рублей (при среднем чеке на смарт-часы в России в 2019 году в районе 18 000 рублей). Далее вы можете подключить ваш пульсометр к одной из платформ по анализу данных ВСР, например к Engy Health (это бесплатно и на русском языке) или же к иностранным платформам (HRV4Training, TrainingPeaks, EliteHRV, но они платные и на иностранном языке). Самое главное, при выборе пульсометра убедитесь, что в выбранном вами пульсометре есть поддержка замеров ВСР и функционал дальнейшей передачи данных на сторонние платформы.

Чтобы измерять ВСР, придерживайтесь несколько простых правил:

– делайте замеры регулярно (не реже 1 раза в день)

– в рамках одного дневного сценария (например, только утром после утренних гигиенических процедур до завтрака),

– при измерении не шевелитесь

– делайте замер не менее 5 минут (более короткий замер даст недостоверные данные). Это нужно, чтобы на ритмограмме проявились HF, LF и VLF волны.

Некоторые сервисы предлагают делать замеры пульса через просвет пальца с камеры телефона, что удобно, но обуславливает большое количество шумов на ритмограмме, и в итоге у вас бОльшая вероятность получить некорректные данные.

Возможность увидеть уровень состояния парасимпатической системы, то есть активности блуждающего нерва, может сохранить вам жизнь во время пандемии коронавируса.

Во многих случаях гибель людей при заражении CoviD-19 происходит не от самого вируса, а от иммунного гиперответа организма. Это явление называется «цитокиновый шторм». Когда организм впервые сталкивается с вирусом или бактерией, иммунная система активизируется и начинает бороться с непрошенным «захватчиком». Рядовые в этой борьбе – молекулы, называемые цитокинами, благодаря которым клетки организма получают сигнал о том, что необходима реакция. Как правило, чем сильнее иммунный ответ, тем больше шансов победить инфекцию. Как только враг побежден, иммунная система отключается. Однако примерно у 15% пациентов иммунная система продолжает бороться и после того, как вирус обезврежен. Именно поэтому на данный момент усилия медиков направлены не только на поиск противовирусной вакцины, но и более эффективных средств в борьбе с «цитокиновым штормом».

Хорошая новость заключается в том, что один из естественных способов подавления «цитокинового шторма» – работа блуждающего нерва через механизм «холинергического противовоспалительного пути», сигналы которого так точно отражают HF-волны в методологии ВСР.

Немного медицинских подробностей для тех, кто хочет глубже разобраться в вопросе. Холинергический противовоспалительный путь выглядит следующим образом: на поверхности макрофагов, вырабатывающих про-воспалительные цитокины, находятся ацетилхолиновые рецепторы. Нейромедиатор ацетилхолин, секретируемый нейронами, образующими блуждающий нерв, активирует эти рецепторы, подавляя работу макрофагов и останавливая выработку цитокинов. Активация блуждающего нерва происходит через холинергическую сеть мозга, которая повышает активность холинергического противовоспалительного пути. Таким образом, любая стимуляция парасимпатической нервной системы через блуждающий нерв приводит к повышению уровня ацетилхолина и подавляет воспаление. Одновременно этот процесс через эфферентные пути приводит к увеличению вариабельности сердечного ритма.

Таким образом, парасимпатическая система принимает активное участие в возможности естественного подавления негативных последствий «цитокинового шторма», в том числе когда он вызывается Covid19. При этом эффективность работы парасимпатической системы можно отследить с помощью анализа вариабельности сердечного ритма, который могут сделать ваши фитнес-гаджеты.

Если вы определили с помощью ВСР, что ваша парасимпатика в полном порядке, это, безусловно, не значит, что можно смело нарушать карантинные меры и вирус вам не страшен. Ведь холинергический противовоспалительный путь – лишь один из сценариев борьбы с последствиями заражения. Однако можно с уверенностью сказать, что хорошие показатели работы парасимпатики значительно повышают ваши шансы с минимальной потерей перенести заражение, и это свидетельство о готовности организма дать качественный ответ вирусу.

А вот в случае, когда активность вашего блуждающего нерва мала (низкий показатель RMSSD или HF), или вегетативная система находится в дисбалансе и значения вегетативного баланса (LF / HF) находятся в критической области, у вас есть шанс, контролируя показатель напряжения парасимпатической системы и отслеживая, что влияет на его улучшение, изменить ситуацию к лучшему и снизить риск осложнений. Замеры ВСР у себя и близких позволят определить, кто из вашего окружения в зоне риска, а кто готов встретить вирус во всеоружии.

Go проверять свои фитнес-гаджеты на возможность замеров ВСР!

Что называют вариабельностью сердечного ритма, алгоритм проведения анализа

«Сердце работает как часы» — эту фразу часто применяют к людям, обладающим крепким, здоровым сердцем. Подразумевается, что у такого человека четкий и ровный ритм сердцебиения. На самом деле – суждение в корне неверно. Стивен Гейлс – английский ученый, производивший исследования в области химии и физиологии, в 1733 году сделал открытие, что ритм сердца изменчив.

  1. Что такое вариабельность сердечного ритма?
  2. Связь нервной вегетативной системы и работы сердца
  3. История появления метода
  4. Где еще используют метод ВСР?
  5. Анализ ВСР
  6. Спектральный анализ – особенности метода
  7. ВСР здорового человека
  8. Что означает сниженный ВСР?

Что такое вариабельность сердечного ритма?

Цикл сокращения сердечной мышцы изменчив. Даже у совершенно здоровых людей, находящихся в состоянии покоя, он разный. Например: если у человека пульс составляет 60 ударов в минуту, это не значит, что промежуток времени между ударами сердца составляет 1 секунду. Паузы могут быть меньше или дольше на доли секунд, а в сумме составить 60 ударов. Такое явление называют вариабельность сердечного ритма. В медицинских кругах в виде аббревиатуры ВСР.

Так как от состояния организма зависит и разница интервалов между циклами сердечных сокращений, проводить анализ ВСР нужно в стационарном положении. Изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС) происходят из-за различных функций организма, постоянно меняясь под новые уровни.

Результаты спектрального анализа ВСР указывают на физиологические процессы, происходящие в системах организма. Такой метод изучения вариабельности дает возможность произвести оценку функциональных особенностей организма, проверить работу сердца, выявить: насколько резко снижена ЧСС, нередко приводящая к внезапному летальному исходу.

Связь нервной вегетативной системы и работы сердца

Вегетативная нервная система (ВНС) отвечает за регулировку работы внутренних органов, включая сердце и кровеносные сосуды. Ее можно сравнить с автономным бортовым компьютером, который отслеживает активность и регулирует деятельность систем в организме. Человек не задумывается, как он дышит, или как внутри происходит пищеварительный процесс, сужаются и расширяются кровеносные сосуды. Вся эта деятельность протекает в автоматическом режиме.

ВНС делится на два вида:

  • парасимпатическая (ПСНС),
  • симпатическая (СНС).

Каждая из систем влияет на функционирование организма, на работу сердечной мышцы.

Симпатическая – отвечает за обеспечение функциями, которые требуются для выживания организма в стрессовых ситуациях. Активирует силы, подает большой приток крови к мышечным тканям, заставляет учащенно биться сердце. При стрессовом состоянии вы снижаете вариабельность сердечного ритма: промежутки между ударами становятся меньше, а скорость пульса увеличивается.

Парасимпатическая – отвечает за отдых и аккумуляцию организма. Поэтому влияет на снижение ритма сердца и на вариабельность. При глубоких вдохах человек успокаивается, а организм начинает восстанавливать функции.

Именно благодаря способностям ВНС подстраиваться к внешним и внутренним изменениям, правильной балансировке в разных ситуациях обеспечивается выживание человека. Нарушения в работе нервной вегетативной системы нередко становятся причинами расстройств, развития заболеваний и даже смертельных исходов.

История появления метода

Использовать анализ вариабельности сердечного ритма стали не так давно. Метод оценивания ВСР привлек внимание ученых лишь в 50-60 годы XX века. В этот период зарубежные светила науки занимались разработкой анализа и его клинического применения. В Советском Союзе приняли рискованное решение использовать метод на практике.

При подготовке космонавта Гагарина Ю.А. к первому полету советские ученые столкнулись со сложной задачей. Требовалось изучить вопросы влияния космического полета на организм человека и снабдить космический объект минимальным количеством приборов и датчиков.

Ученый совет принял решение использовать спектральный анализ ВСР для изучения состояния космонавта. Метод разработан доктором Баевским Р.М. и назван кардиоинтервалографией. В этот же период доктор приступил к созданию первого датчика, который использовали в качестве измерительного прибора для проверки ВСР. Он представлял переносную электровычислительную машину с аппаратом для снятия показаний сердечного ритма. Размеры датчика сравнительно небольшие, поэтому аппарат можно переносить и использовать для обследования в любых местах.

Баевский Р.М. открыл совершенно новый подход к проверке человеческого здоровья, который называется донозологическая диагностика. Метод позволяет оценить состояние человека и определить, что послужило развитию болезни и многое другое.

Ученые, проводившие исследования в конце 80-х годов, установили, что спектральный анализ ВСР дает точный прогноз по поводу летального исхода у лиц, которые перенесли инфаркт миокарда.

В 90-е годы кардиологи пришли к единым стандартам клинического использования и проведения спектрального анализа ВСР.

Где еще используют метод ВСР?

На сегодняшний день кардиоинтервалография применяется не только в области медицины. Одна из популярных сфер использования – спорт.

Ученые из Китая установили, что анализ ВСР позволяет оценить вариационный размах сердечного ритма и определить степень стрессового состояния организма при физических нагрузках. С помощью метода можно для каждого спортсмена разработать персональную программу тренировок.

Финские ученые при разработке системы Firstbeat взяли за основу анализ ВСР. Программу рекомендуется использовать спортсменам, чтобы измерить уровень стресса, проанализировать эффективность проводимых тренировок и оценить длительность восстановления организма после физических нагрузок.

Анализ ВСР

Вариабельность сердечного ритма изучают при помощи анализа. Этот метод основывается на определении последовательности R-R интервалов ЭКГ. Также существуют интервалы NN, но в этом случае учитывают лишь расстояния между нормальными сердечными сокращениями.

Полученные данные дают возможность определить физическое состояние пациента, проследить за динамикой и выявить отклонения в работе человеческого организма.

Изучив адаптационные резервы человека, можно предсказать возможные сбои в работе сердца и кровеносных сосудов. Если параметры снижены – это говорит о том, что взаимосвязь ВСН и сердечно-сосудистой системы нарушилась, что влечет за собой развитие патологий в работе сердечной мышцы.

Спортсмены и крепкие, здоровые парни имеют высокие данные ВСР, так как повышенный парасимпатический тонус – характерное для них состояние. Высокий симпатический тонус возникает из-за различного рода болезней сердца, что и приводит к пониженному показателю ВСР. А вот при остром, резком снижении вариабельности возникает серьезный риск смертельного исхода.

Спектральный анализ – особенности метода

При использовании спектрального анализа можно произвести оценку влияния систем регулирования организма на сердечные функции.

Медики выделили основные компоненты спектра, соответствующие ритмическим колебаниям сердечной мышцы и отличающиеся различной периодичностью:

  • HF – высокочастотный,
  • LF – низкочастотный,
  • VLF – очень низкочастотный.

Все эти компоненты применяют в процессе кратковременной записи электрокардиограммы. Для проведения длительной записи применяют ультранизкочастотный компонент ULF.

Каждый компонент имеет свои функции:

  • LF – определяет, как симпатическая и парасимпатическая нервная система влияет на ритм сердцебиения.
  • HF – имеет связь с движениями дыхательной системы и показывает, как блуждающий нерв оказывает влияние на работу сердечной мышцы.
  • ULF, VLF указывают на различные факторы: тонус сосудов, процессы терморегуляции и прочие.

Важным показателем является TP, который дает значение общей мощности спектра. Дает возможность суммировать активность воздействий ВНС на работу сердца.

Не менее важными параметрами спектрального анализа являются индекс централизации, который вычисляют, используя формулу: (HF+LF)/VLF.

При проведении спектрального анализа берут во внимание индекс вагосимпатического взаимодействия компонентов LF и HF.

Соотношение LF/HF указывают на то, как симпатический и парасимпатический отдел ВНС влияет на сердечную деятельность.

Рассмотрим нормы некоторых показателей спектрального анализа ВСР:

  • LF. Определяет влияние адреналовой системы симпатического отдела ВНС на работу сердечной мышцы. Нормальные значения показателя в пределах 754-1586 мс2.
  • HF. Определяет активность парасимпатической нервной системы и ее влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы. Норма показателя: 772-1178 мс2.
  • LF/HF. Указывает на баланс СНС и ПСНС и на рост напряжения. Нормой считается 1,5-2,0.
  • VLF. Определяет гормональную поддержку, терморегуляторные функции, тонус сосудов и многое другое. Норма составляет не больше 30%.

ВСР здорового человека

Показания спектрального анализа ВСР у каждого человека индивидуальны. При помощи вариабельности ритма сердца можно легко оценить, насколько высока физическая выносливость относительно возрастных показателей, пола и времени суток.

Например: у женского населения ЧСС более высокая. Наивысшие показатели ВСР наблюдаются у детей и подростков. LF и HF компоненты с возрастом становятся ниже.

Доказано, что масса тела человека влияет на показания ВСР. При низком весе мощность спектра увеличивается, а вот у лиц, страдающих ожирением, показатель снижен.

Занятия спортом и умеренные физические нагрузки благотворно влияют на вариабельность. При таких занятиях ЧСС уменьшается, а мощность спектра усиливается. Силовые нагрузки учащают сердцебиение и понижают вариабельность сердечного ритма. Нередки случаи, когда спортсмен внезапно умирал после интенсивной тренировки.

Что означает сниженный ВСР?

Если произошло резкое снижение вариабельности сердечного ритма, это может свидетельствовать о развитии серьезных заболеваний, среди которых чаще всего встречаются:

  • Гипертония.
  • Ишемическая болезнь сердца.
  • Синдром Паркинсона.
  • Сахарный диабет I и II типа.
  • Рассеянный склероз.

Нарушения ВСР нередко вызваны приемами некоторых препаратов. Сниженные вариации могут свидетельствовать о патологиях неврологического характера.

Анализ ВСР – несложный, доступный способ оценить регуляторные функции вегетативной системы при различных заболеваниях.

С помощью такого исследования можно:

  • дать объективную оценку работе всех систем организма,
  • определить, насколько высок уровень стресса при физических нагрузках,
  • производить контроль эффективности проводимого лечения,
  • оценить висцелярную регуляцию сердечной мышцы,
  • выявить патологии на ранних стадиях заболевания,
  • подобрать подходящую терапию при болезнях сердечно-сосудистой системы.

Исследование ЧСС позволяет установить степень тяжести патологии и выбрать эффективное лечение, поэтому не нужно пренебрежительно относиться к этому виду обследования.

Вариабельность сердечного ритма — как оценить уровень стресса

В медицине известно много способов выявления болезней. В отличие от них анализ вариабельности сердечного ритма является единственным методом, который позволяет оценивать уровень здоровья и резервные возможности организма. ВСР помогает определить степень стресса — и даже количественно его измерить.

КАК РАБОТАЕТ МЕТОД

Вариабельность сердечного ритма (стресс индекс по Баевскому) определяется в ходе пульсоксиметрии, одной из пяти технологий АПК Медсканер БИОРС-05 (Велнесс). Диагностика состояния здоровья по пульсу известна уже несколько тысячелетий, и по сей день успешно применяется в Индии и Китае. Сердце влияет на все органы и системы человека, а любые нарушения в организме в свою очередь отражаются на сердечной деятельности. Это позволяет вычислять риски развития различных заболеваний и отслеживать эффективность лечения.

Современные технологии позволили усовершенствовать исследование пульса. С помощью этого метода функциональной диагностики данные получают посредством закрепляемого на пальце высокочувствительного датчика. Компьютерная программа Медсканера высчитывает длительность интервалов между сокращениями сердца (интервалов RR) и выполняет математический анализ полученных значений. Оценка вариабельности сердечного ритма (ВСР) основана на изменчивости этих показателей. ВСР признан золотым стандартом оценки вегетативной нервной системы, поскольку любые её нарушения влияют на работу сердца — и соответственно, на регистрируемые значения. И хотя анализ ВСР не является специфическим методом диагностики, он позволяет получить сведения о состоянии механизмов, направленных на поддержание внутреннего баланса.

Автономная нервная система (её также называют вегетативной) отвечает за регуляцию внутренних органов, эндокринных желез и сосудов. Она работает без участия сознания: например, в ответ на сильные эмоции сердце автоматически начинает биться чаще, а в кровь выбрасываются гормоны стресса. Когда автономная регуляция в порядке, организм работает как часы: успешно «отбивается» от атак бактерий и вирусов, сохраняет высокую активность мозга, быстро восстанавливается после стрессовых ситуаций. Кратковременный стресс даже полезен, происходит как бы «тренировка» нервной системы.

Однако человек не должен находиться в постоянном стрессе. Хронические переживания или грубое вторжение в биологические ритмы (переработки, недостаток сна, частая смена часовых поясов и т. п.) истощают нервную систему, в результате чего нарушается вегетативная регуляция, снижается иммунитет. Стрессом также может быть тяжелая и/или длительная болезнь, чрезмерные физические, эмоциональные нагрузки. В результате организм все хуже справляется с любым напряжением, ослабевают защитные функции, нарушается работа наиболее уязвимых органов. Возникает состояние предболезни, которое может протекать бессимптомно или проявляться признаками хронической усталости, вегетососудистой дистонии.

Показатели ВСР позволяют оценивать уровень стресса. При предболезни стресс индекс умеренно понижается, и в этом случае предотвратить болезнь поможет отдых и/или активная профилактика, оздоровительные процедуры, изменения рациона питания.

Когда происходит срыв механизмов нервной регуляции, возникают психосоматические заболевания, то есть различные функциональные расстройства, вызванные реакцией организма на стресс. Сегодня многие заболевания признаны психосоматическими, в том числе различные патологии кожи, сердечно-сосудистой системы, бронхиальная астма и другие. При наличии болезни значения параметров ВСР значительно отклоняются от нормы.

Показатели вариабельности сердечного ритма

Программа Медсканера выполняет статистическую обработку около 350 кардиоинтервалов с последующим определением параметров вариабельности сердечного ритма.

Один из важных параметров — ПАРС. Этот показатель активности регуляторных систем отражает способность адаптироваться к неблагоприятным воздействиям. Указывается в баллах (1-10). В таблице ниже указаны состояния систем регуляции, которые диагностируют на основании этого показателя.

СостояниеБалл ПАРСХарактеристика
Оптимальное напряжение систем1-2Поддерживается гармоничное взаимодействие между воздействием среды и организмом
Умеренное напряжение3-4Отражает влияние неблагоприятных факторов среды, эмоциональный стресс
Выраженное напряжение систем4-6Защитные механизмы мобилизованы, повышена активность стресс-систем организма
Перенапряжение6-8Функциональная недостаточность адаптационно-защитных механизмов
Истощение систем регуляции8-10Снижение активности адаптационно-регуляторных систем, появление симптомов заболевания

Среди других основных показателей вариабельности сердечного ритма выделяют следующие:

  • Частота пульса (ЧСС) — отражает работу сердца в общем.
  • Стандартное отклонение средней длины интервала RR (sdRR) и коэффициент вариации (VAR) — указывают на суммарную активность адаптационно-регуляторных механизмов.
  • Разностные показатели (sdRR, RMSSD и pNN50) — отражают активность парасимпатической нервной системы (НС).
  • Мощность спектра волн низкой частоты (LF) — показывают активность центра, который регулирует тонус сосудов.
  • Мощность спектра волн очень низкой частоты (VLF) — показывает активность центра регуляции сердечной деятельности в подкорковой области мозга.
  • Мода, амплитуда моды — опосредованно отражают степень активации симпатической НС.
  • Разность между min и max продолжительностью интервалов между сокращениями (MxDMn) — активность парасимпатической НС.
  • Стресс индекс (SI) — уровень напряжения адаптационно-защитных систем.

Значения вариабельности сердечного ритма

После измерения вариабельности сердечного ритма программа анализирует полученные значения параметров. В заключении приводится их характеристики. Например, возрастание величин RMSSD или pNN50 отражает активацию парасимпатической регуляции, а повышение индекса вегетативного баланса (VB) говорит о внутренних токсических процессах в организме. Подобное встречается при угрозе развития острого нарушения мозгового кровообращения или инфаркта миокарда, а возрастание этих параметров в 8-12 раз с большой вероятностью свидетельствует о наличии злокачественного процесса. Показатель SI весьма чувствителен к повышению тонуса симпатической НС, его повышение связано со степенью эмоциональной/физической нагрузки. При приступе стенокардии в покое значение этого параметра может возрастать до 1000-1500 ед.

Для чего используется метод вариабельности сердечного ритма

Расчёт ВСР применяется в санаторно-курортном лечении, клинической практике и научной деятельности. Этот метод успешно используют для оценки профессиональной пригодности к любой работе, связанной со стрессом, но особенно активно в деятельности спортивных тренеров и диетологов/нутрициологов. С помощью анализа вариабельности сердечного ритма определяют оптимальную нагрузку и готовность организма к очередной тренировке, своевременно выявляют переутомление, контролируют состояние здоровья в процессе реабилитации.

Индекс стресса также важен в диетологии для подбора правильного режима питания. Многие люди «заедают стресс», и поэтому никакие диеты не помогут им сбросить лишний вес. Для оценки стресса диетологи часто используют специальные опросники, однако этот метод субъективен и не точен, в отличие от инструментального исследования. При выявлении высокого уровня стресса необходимо индивидуально подбирать комплекс упражнений для нивелирования его влияния на пищевые пристрастия.

Кроме того, прибор для определения вариабельности сердечного ритма помогает выявить риски развития заболеваний сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и эндокринной систем, подобрать оптимальную схему лечения и контролировать её эффективность, прогнозировать вероятность развития осложнений и составлять программы профилактики.

Пульсоксиметр и насыщение крови кислородом

Пульсоксиметр Медсканера также работает как прибор для оценки насыщения крови кислородом без необходимости прокола кожи (с помощью пальцевого датчика). Он позволяет быстро выявить кислородное голодание (гипоксию). Это состояние опасно для любых органов и тканей, но особенно для головного мозга. Его своевременное выявление позволяет предотвратить развитие тяжелой гипоксии. Часто она встречается у недоношенных новорожденных, а также при хронических легочных или сердечно-сосудистых заболеваниях. Хроническое кислородное голодание может возникать по разным причинам и приводит к ухудшению памяти и концентрации внимания, слабости, расстройствам сна и снижению работоспособности, повышает риск инфарктов, инсультов и нарушений ритма сердца.

Сovid-19 — новая реальность

Оценка насыщения крови кислородом имеет особое значение в условиях пандемии COVID-19. Сниженная оксигенация в крови свидетельствует о наличии проблем в лёгких и косвенно указывает на присутствие в организме новой коронавирусной инфекции.

Что касается ВСР, определение стресс индекса полезно в «постковидном» периоде, так как одно из осложнений — это поражение нервной системы и её повышенная возбудимость.

Как проводится обследование

Для проведения пульсоксиметрии с расчётом вариабельности сердечного ритма требуется подключить Медсканер к ноутбуку или компьютеру. Прибор подключается через USB-порт, что исключает вероятность поражения электрическим током. Анализ выполняется бесконтактно, путём измерения оптической проводимости крови в капиллярах (мелких сосудах пальца) в красном и инфракрасном диапазонах.

Для регистрации данных, которая занимает 5 минут, используется датчик, выполняющий 1000 измерений за 1 с (что значит 1 измерение в 1 мс), что позволяет получить точные показатели. Кроме того, в Медсканере есть возможность получить данные для определения ВСР при проведении электрокардиографии по первому стандартному отведению. В этом случае компьютерная программа анализирует данные от электродов ЭКГ, закрепляемых на ногах и руках.

На указательный палец кисти левой (или правой) руки надевают датчик: таким образом, чтобы красный светодиод внутри датчика был над ногтем пальца. Во время обследования необходимо сидеть неподвижно 5 минут. Чтобы уменьшить влияние внешних факторов, предпочтительнее закрыть глаза и постараться дышать ровно. После записи данных они обрабатываются компьютерной программой и прибор выдает заключение о функциональном состоянии организма и уровне стресса с подробным пояснением каждого параметра.

При наличии у обследуемого человека непрозрачного лака на ногтях или «спортивного сердца» (когда анакротический и дикротический зубцы пульсоксиметрической волны практически одинаковые) применение датчика пульсоксиметра для регистрации ВСР невозможно. В этом случае для измерения нужно подключить к обследуемому человеку на руки и на ноги прищепки ЭКГ и произвести съем данных по первому стандартному отведению.

Противопоказания и рекомендации по проведению процедуры

Анализ вариабельности сердечного ритма посредством пульсоксиметрического датчика или с отведений ЭКГ является безвредным и безболезненным методом. Противопоказания отсутствуют, однако не следует надевать датчик пульсоксиметра или прищепки ЭКГ на места с поврежденной кожей.

В течение суток до обследования не рекомендуется принимать лекарственные препараты, а также стоит воздержаться от физиотерапевтических процедур (за исключением случаев мониторинга проводимых мероприятий). Температура в помещении должна поддерживаться на уровне 19-23°С.

Перед процедурой диагностики желательно посидеть или полежать несколько минут в удобном положении. В ходе исследования следует избегать воздействия на датчик пульсоксиметра прямых солнечных лучей или яркого искусственного освещения.

Проведение исследования с помощью Медсканера Велнесс подробно освещено в видеоинструкции, а примеры отчётов программы можно посмотреть по следующей ссылке.

Вариабельность сердечного ритма

Исследование вариабельности ритма сердца выступает в качестве комплексного показателя. Благодаря этому можно проводить оценку функциональных отношений между сердечной сосудистой, а также нейро-гуморальной системами.

Первоочередно, данный метод применяется для исследования функциональных способностей здоровых граждан. ВСР очень часто используется для исследования состояния здоровья людей спортивной сферы, а также космонавтов. В тот же момент, данный метод зарекомендовал себя в обследованиях раннего диагностирования отклонений в сердечной сосудистой системе. Кроме того, это измерения производят на доступном клиникам оборудовании, в частности при помощи прикроватных мониторов пациента.

О том что такое вариабельность сердечного ритма и как измерить этот показатель на мониторе пациента Votem — смотрите в нашем видеоролике.

Причины вариабельности ритма. Что это?

Вариабельность ритма сердца (англ. h eart rate variability; HRV) представляет собой изменения интервалов между систолами. Они образуются из-за влияния различных факторов как внешнего формата, так и внутреннего. Данный показатель определяется при помощи обследования продолжительности периодов сердечных сокращений за конкретное время. Как правило, для этого применяют показания электрической кардиограммы, точнее расстояние между зубцами R.

Кроме определения интервалов R-R используют определение N-N, точнее промежутков между обычными показателями, что в особенности имеет значение тогда, когда у больного диагностирована аритмия.

Организм человека представляет собой систему открытого типа. Это означает, что все изменения в среде сразу же отражаются на работе организма. Данная особенность является вариабельной основой, то есть изменение данных жизнедеятельности происходит из-за влияния разных факторов.

Сердце в данном случае представляет собой достаточно чуткий орган. На его деятельность особое влияние оказывает общее состояние организма, а тем более эндокринная и нервная системы. При выявлении каких-либо изменений в организме, на работу сердца определенным образом оказывает влияние нервная система. Отдел симпатического назначения увеличивает частоту сердечных биений, силу сокращений. А вот действие блуждающего нерва обратное, а именно происходит уменьшение рассматриваемых показателей.

Учитывая сказанное, ВСР помогает определить изменения в работе сердца. Значит, благодаря ему можно определить отклонения в деятельности систем регуляции.

Способы диагностирования HRV

Как уже упоминалось выше рассматриваемый метод достаточно прост, но он чаще всего используется в стационарных условиях. Это объясняется тем, что необходимо полностью контролировать уровень нагрузки на организм. Так удастся получить точные данные о состоянии сердечной работы, а также о реакции сердца на разные стимулы.

Диагностику вариабельности можно проводить несколькими вариантами. В зависимости от того, какова продолжительность регистрации проводится следующая классификация:

  • Кратковременные. Максимальная продолжительность составляет 5 минут. Применяется в поликлиниках, а также во время обследований массового типа.
  • Средние. Максимальное время обследования не более 2-х часов. Используются при функциональных пробах.
  • Суточные или многочасовые. Используются в реанимационных отделениях, а также во время операций.

Наиболее часто применяют кратковременные записи. В зависимости от того, какие задачи выполняются в процессе обследования, они классифицируются на:

  • Параллельные. Выступают в качестве варианта медицинского контролирования.
  • Специальные. Используются во время обследований в диагностике всего организма функционального типа.

В настоящее время имеется довольно много вариантов анализа. К ним относятся:

  • Методики статистики. Проведение измерений между промежутками R-R, а также N-N. После чего осуществляется определение обычных отклонений в интервалах, либо вариационный коэффициент.
  • Методы геометрии. Выражаются в определении вероятных характеристик сведений, которые были получены, а также постройку гистограмм графического типа.
  • Ритмография кореляции. Это отображение на графике кардиологических интервалов. В данном случае достаточно хорошо видны выпадения, либо дополнительное сердечное сокращение.
  • Методы спектрального анализа. С их помощью можно выявить данные разных частот о ритме сердца. Это позволяет провести анализ регулирующих органов. Обратим внимание, что есть вероятность того, что аритмия исказит итоги данного обследования.

Какие еще факторы влияют на изменения ритма сердца?

Необходимо учитывать то, что на данные изменения ритма сердца оказывает влияние не только здоровье. На это влияют и некоторые иные факторы:

  • Пол. У лиц женского пола показатели превышают те, которые получают у мужчин.
  • Возраст. Показатели вариабельности снижаются с возрастом.
  • Вес. Лишний вес оказывает влияние на то, что уменьшается вариабельность.
  • Спорт. Человек, который занимается спортом, имеет большие резервы изменчивости.
  • Эмоциональное состояние. Плохое настроение, переживания ухудшают данные.

Кроме того, на ВСР отрицательное воздействие оказывают нарушения сна, режима питания, употребление тех или иных медицинских препаратов, а также загрязнение среду окружения. Проще говоря, все то, из-за чего нарушается работа организма, а тем более его систем регуляции.

Вариабельность ритма достаточно быстро уменьшается во время некоторых заболеваний — ишемия, гипертензия, инсульт, болезнь Паркинсона.

Кроме того, при наличии следующих болезней, показатели будут снижены, но не критично — синдром перетренировки, начальная стадия сердечной недостаточности, склероз и др.

Особенно важен данный метод в случае, если будет использована в исследованиях новорожденных, а также детей в утробе с целью оценивания риска наличия синдрома внезапной смерти.

Вариабельность ритма сердца — это довольно простая методика для обследования наиболее важных систем органов. Благодаря тому, что это достаточно недорогой метод обследования, его очень часто используют во время скрининговых обследований массового типа. Это делается для того, чтобы определить возможные отклонения на начальной стадии. Расширенное использование в сфере космонавтики, а также для обследований спортсменов, подтверждает профилактическую важность метода.

Что называют вариабельностью сердечного ритма, алгоритм проведения анализа

Важнейшими характеристиками функционирования организма на всех этапах его жизни являются не только определенный результат физиологически и социально целесообразной деятельности, но и динамика широкого спектра показателей различных физиологических систем человеческого организма. В спектре используемых показателей для оценки функционального состояния организма в настоящее время отмечается растущий интерес к изучению вариабельности сердечного ритма (ВСР). Как известно, ВСР рассматривается как мера влияния на сердце вегетативной нервной системы (ВНС). При этом возникает вопрос о связи между ВНС и частотой сердечного сокращения (ЧСС). ЧСС в каждый конкретный момент времени определяется балансом между активностью вагуса, который замедляет этот ритм, и симпатической активностью, которая ускоряет этот ритм [1].

По мере накопления научных данных стало ясно, что изучение ВСР необходимо не только для индивидуальной, но и для популяционной оценки [1, 6]. Понимание связи между показателями ВСР и факторами риска на уровне практически здоровой популяции требует ответа на вопрос о том, как ЧСС и ВСР связаны с возрастом и полом, как ЧСС и ВСР соотносятся с поведенческими социальными и психосоциальными факторами и насколько факторы окружающей среды могут менять характер ВСР.

Возраст и показатели вариабельности сердечного ритма. В ходе онтогенетического исследования с применением функциональных тестов было показано, что в онтогенезе системы регуляции сердечного ритма можно выделить несколько периодов: до 13-14 лет происходит активное созревание механизмов регуляции сердечного ритма, что проявляется в достижении к этому возрасту показателей, характерных для взрослых людей. В последующий период (15-16 лет) процессы развития резко замедляются, хотя реакция на функциональные тесты всё ещё отличается от таковой у взрослого человека [2].

В более старших возрастных группах отдельными авторами не было найдено связей между ЧСС и возрастом [3, 19, 43]. В других работах такая определенная ассоциация между ЧСС и возрастом была обнаружена [32, 39, 41, 43]. При сопоставлении ВСР мужчин в возрасте 26-43 лет с мужчинами в возрасте 64-76 лет было установлено, что в более старшей возрастной группе значения ЧСС были выше, чем в более молодой когорте [39]. Рядом исследователей установлено, ЧСС отрицательно связана с возрастом женщин [32]. Возраст является главным детерминантом снижения уровня показателей ВСР, обусловливая 22-39 % вариабельности показателей SDNN (среднее квадратическое отклонение величин RR-интервалов, отражающее суммарный эффект вегетативной регуляции сердца), мощности LF (показатель, отражающий симпатическую и парасимпатическую модуляцию сердечного ритма) и HF (показатель дыхательных, парасимпатических модуляций ритма сердца) [41]. Аналогичные результаты по характеру снижения ВСР с возрастом приведены в работе других авторов [19, 43]. Было отмечено, что SDNN постепенно снижается с возрастом, достигая к 90 годам 60 % от исходного значения. HF снижается, начиная с 20 лет, в то время как снижение LF не наблюдается до сорокалетнего возраста. Влияние возраста на отношение LF/HF (индекс вегетативного баланса) не столь однозначно. В ряде исследований не было выявлено связей между возрастом и этим показателем [3, 25, 26]. Другие авторы отмечают уменьшение соотношения LF/HF с возрастом [21, 35]. Выраженность данного снижения, оцененная с помощью математической модели, составляла около 15 % мощности HF и LF на каждые 10 лет увеличения возраста [28].

Кроме того, было показано, что нелинейные показатели ВСР (аппроксимированная энтропия, константа Ляпунова) коррелируют с возрастом – по мере старения нелинейная вариабельность сердечного ритма уменьшается [5, 30]. Материалы изучения 15 пожилых людей (средний возраст в начале исследования – 70 лет) в течение 15 лет, сообщают о значительном повышении ЧСС и значительном уменьшении SDNN, мощности LF и отношения LF/HF. При этом не было обнаружено существенного изменения спектральной мощности компонента HF с возрастом [40]. Эти данные, в целом, согласуются с теми, которые были получены в ходе поперечных исследований, но для более точной оценки возрастных изменений ВСР необходимо проведение продольных исследований.

Пол и вариабельность сердечного ритма. Женщины имеют более высокую частоту сердечных сокращений, чем мужчины, особенно в молодые года [17. 39, 32, 38]. Различие между полами в возрасте 10-29 лет по ЧСС было оценено в пределах 5-7 ударов в минуту. Начиная с 30 лет, половые различия ослабевают, а с 40-50 лет нивелируются [32, 43]. Значение показателя SDNN значительно ниже у женщин, чем у мужчин, хотя это половое различие уменьшается в пожилом возрасте. Сравнение результатов исследования мужчин и женщин в возрасте от 26 до 76 лет показало, что в возрасте от 26-43 лет среднее дневное значение SDNN у мужчин составляет 153 ± 51 мс и у женщин 97 ± 24 мс. Эти авторы не обнаружили значимых половых различий по данному показателю и в возрастной группе 64-76 лет. Женщины обычно имеют более низкое значение LF и более высокое значение HF, чем мужчины. Данные о влиянии пола на отношение LF/HF противоречивы. Исследования в рамках проекта «Риск атеросклероза в общинах» (ARIC) установили, что женщины среднего возраста имеют значение геометрической средней мощности LF 3,12 мс2, по сравнению с аналогичным показателем у мужчин на уровне 4,10 мс2 (p

Ссылка на основную публикацию