variabilidad del ritmo cardiaco

Variabilidad del Ritmo Cardiaco(VRC)

Universidad de Chile, Facultad de MedicinaDiploma CAF

Curso ECF

Prof. Marcelo Cano CappellacciMayo 2010

¿Como se mide el acondicionamiento físico?

Mediante una integración de los resultados de pruebas para cada uno de sus componentes.

- Para efectos cardiovasculares y pronóstico vital resulta más efectivo el VO2 max. (consumo máximo de oxígeno).

- Para efectos de AVD y autovalencia resulta más importante la fuerza.

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¿Como se mide el acondicionamiento físico?

• La variabilidad del ritmo cardiaco, como indicador de la función del sistema nervioso autónomo, es una manera indirecta de medir el acondicionamiento físico.

• Mayor variabilidad del ritmo cardiaco indica mejor acondicionamiento, mejor capacidad de adaptación a situaciones de estrés y mayor sobrevida.

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Variabilidad del ritmo cardiaco (Heart Rate Variability)

• Es una medición estadístico-matemática de los cambios ocurridos en el ritmo instantáneo cardiaco por influencias del sistema nervioso autónomo (simpático-parasimpático).

• En base a sus mecanismos fisiológicos celulares de acción, la activación del sistema simpático presenta efectos y temporalidades de acción que difieren de la activación del parasimpático, además de que ambos efectos, en general, son opuestos.

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Curso ECF

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Curso ECF

¿ Que beneficios presenta la medición de HRV?

• Es un test en reposo, no invasivo, de bajo costo, portátil, que permite evaluar el nivel de acondicionamiento sin someter al riesgo inherente de una evaluación maximal de acondicionamiento físico estándar.

• Permitiría estudiar la disminución de riesgo CV por efectos de un plan de ejercicios para pacientes.

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• Los 2 procesos de aclaramiento (recaptura y washout) de noradrenalina (NT del sistema simpático) son relativamente lentos, por ello los efectos de la noradrenalina liberada pueden durar hasta 2 minutos.

• Los tejidos cardiacos tienen abundante acetilcolinesterasa, por lo que el efecto del neurotransmisor desaparece rápidamente al hidrolizarse la acetilcolina (NT del sistema parasimpático).

Variabilidad del Ritmo CardiacoBase fisiológica celular:

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Esta distinta condición de aclaramiento de cada neurotransmisor es responsable de las respuestas en frecuencia para la variabilidad del ritmo cardiaco.

Variabilidad del Ritmo CardiacoBase fisiológica celular:

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Dominio tiempo

NN50 dividido por el numero total de intervalos NN

%pNN50

Numero de pares de intervalos NN adyacentes que difieren más de 50 ms en todo el registro.

NN50 count

Desviación estándar de las diferencias entre intervalos NN adyacentes.

msSDSD

La raíz cuadrada del promedio de las diferencias entre intervalos NN adyacentes

msRMSSD

Desviación estándar de todos los intervalos NNmsSDNN

DescripciónUnidadVariable

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

¿Qué se mide?En el dominio tiempo, métodos geométricos

Ancho de la línea base de la mínima diferencia al cuadrado de la interpolación triangular del más alto peak del histograma de los intervalos NN

msTINN

Numero total de intervalos NN dividido por el alto del histograma de

todos los intervalos NN medidos en una escala discreta con tramos de 1/128 s

HRV índice triangular

DescripciónUnid.Variable

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Gráfico Poincaré

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Dominio frecuencia

Potencia LF en unidades normalizadas LF/(potencia total-VLF)*100

n.u.LF norm

0.04 – 0.15 HzPotencia en la baja frecuenciams2LF

≤0.04 HzPotencia en la muy baja frecuenciams2VLF

Aprox. ≤ 0.4 Hz

La varianza de los intervalos NN en el segmento temporal

ms25 min Potencia total

Rango de frecuencia

DescripciónUnidadVariable

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Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Dominio frecuencia

Razón entre LF(ms2) / HF(ms2)%LF/HF

Potencia HF en unidades normalizadas HF/(potencia total-VLF)*100

n.u.HF norm

0.15-0.4 HzPotencia en la alta frecuenciams2HF

Rango de frecuencia

DescripciónUnidadVariable

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Curso ECF

Schumacher / R-R Interval Variability Analysis. Biological Research for Nursing 2004. Vol. 5, No. 3, Incluye información de Berntson et al (1997), Crawford et al (1999) y Task Force (1996)

Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (adultos)

27 ± 12 msRMSSD

127 ± 35 msSDANN

141 ± 39 msSDNN

>750 msPromedio intervalo RR

V.N.Variable

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Curso ECF

1.5 – 2.0LF/HF

29 ± 3 n.u.Potencia HF nu

975 ± 203 ms2/HzPotencia HF

54 ± 4 n.u.Potencia LF nu

1170 ± 416 ms2/HzPotencia LF

V.N.Variable

Schumacher / R-R Interval Variability Analysis. Biological Research for Nursing 2004. Vol. 5, No. 3, Incluye información de Berntson et al (1997), Crawford et al (1999) y Task Force (1996)

Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (adultos)

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BioMedical Engineering OnLine 2004, 3:24

Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (otros autores)

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Prognostic value of heart rate variability in patients with end-stage renal disease on chronic haemodialysis. Hidekatsu Fukuta, et al. Nephrol Dial Transplant (2003) 18: 318–325

Variabilidad del Ritmo Cardiaco

Valores Normales (otros autores)

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Curso ECF

Juan Sztajzel. Heart rate variability: a noninvasive electrocardiographic method to measure the autonomic nervous system. Swiss Med Wkly 2004;134:514–522

Variabilidad del Ritmo CardiacoValores Normales (otros autores)

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Curso ECF

F.S. Martinelli et al. Heart rate variability in athletes and nonathletes at rest and during head-up tilt HRV in athletes and nonathlete. Brazilian Journal of Medical and Biological Research (2005) 38: 639-647

Variabilidad del Ritmo CardiacoValores Normales (otros autores)

La HRV mejora con el entrenamiento físico

• El mal acondicionamiento físico genera un estrés constante sobre el sistema cardiocirculatorio para satisfacer las demandas de las actividades diarias. Esto se manifiesta en la HRV por predominar las bajas frecuencias en el análisis espectral y por dar bajos índices de variabilidad en el análisis estadístico.

• Mejoras en el acondicionamiento físico se acompañan de aumentos en el componente de alta frecuencia de la HRV y mejoras en los índices estadísticos de HRV.

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Mikko P. Tulppo et al. Effects of aerobic training on heart rate dynamics in sedentary subjects. J Appl Physiol 95: 364–372, 2003.

Mean SD and individual values analyzed over 24 h for HR,high-frequency (HF) power normalized by the average R-Rinterval [coefficient of component variance (CCV%)] , LF/HF.Pre = pretraining; Post= posttraining.The differences within the groups after training were evaluated by Student’s paired t-test. NS, not significant

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Paciente Piloto con plan de ejercicio en gimnasio

ANTES DESPUES

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Curso ECF

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Curso ECF

Tutorial

http://www.physionet.org/events/hrv-2006/stauss.pdf

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Curso ECF

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Curso ECF

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05-Jun-2008 - HRV Analysis Software v1.1 SP1 The Biomedical Signal Analysis Group

Department of Applied PhysicsUniversity of Kuopio, Finland

Heart Rate Variability Analysis Page 1/1DCAF. Variabilidad 06 mayo 08.txt

*Results are calculated from the non-detrended selected RRI signal.

RR Interval Time Series 0 300

Selected RR Interval Time Series

Time Domain Results

Variable Units Value

Statistical Measures

Mean RR*STDMean HR*STDRMSSDNN50pNN50

(s)(s)

(1/min)(1/min)

(ms)(count)

(%)

0.8230.05873.665.35 44.2 7520.7

Geometric Measures

RR triangular indexTINN

(ms)

0.115285.0

Distributions*

Poincare Plot*SD1 = 31.7 ms ↔ (Short-term HRV)SD2 = 115.1 ms ↔ (Long-term HRV)

Frequency Domain ResultsNon Parametric Spectrum (FFT) Parametric Spectrum (AR Model)

FrequencyBand

Peak(Hz)

Power(ms2)

Power(%)

Power(n.u.)

VLFLFHFLF/HF

0.01950.08590.2070

134 547 256

14.358.427.3

2.138

68.1 31.9

FrequencyBand

Peak(Hz)

Power(ms2)

Power(%)

Power(n.u.)

VLFLFHFLF/HF

0.00000.10160.2051

322 979 220

21.164.414.5

4.450

74.7 16.8

0 500 1000 1500

0.5

1

RR

I (s)

Time (s)

0 50 100 150 200 250-0.2

0

0.2

Time (s)

RR

I (s)

0.7 0.8 0.9 1

RRI (s)

60 70 80 90

HR (beats/min)

0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1

0.65

0.7

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1 SD2

SD1

RRIn (s)

RR

I n+

1 (s)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.005

0.01

0.015

0.02

Frequency (Hz)

PS

D (

s2/H

z)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.005

0.01

Frequency (Hz)

PS

D (

s2/H

z)

05-Jun-2008 - HRV Analysis Software v1.1 SP1 The Biomedical Signal Analysis GroupDepartment of Applied Physics

University of Kuopio, Finland

Heart Rate Variability Analysis Page 1/1DCAF. Variabilidad 06 mayo 08.txt

*Results are calculated from the non-detrended selected RRI signal.

RR Interval Time Series 1269 1569

Selected RR Interval Time Series

Time Domain Results

Variable Units Value

Statistical Measures

Mean RR*STDMean HR*STDRMSSDNN50pNN50

(s)(s)

(1/min)(1/min)

(ms)(count)

(%)

0.4500.007

133.321.87 3.6 00.0

Geometric Measures

RR triangular indexTINN

(ms)

0.01955.0

Distributions*

Poincare Plot*SD1 = 2.9 ms ↔ (Short-term HRV)SD2 = 16.8 ms ↔ (Long-term HRV)

Frequency Domain ResultsNon Parametric Spectrum (FFT) Parametric Spectrum (AR Model)

FrequencyBand

Peak(Hz)

Power(ms2)

Power(%)

Power(n.u.)

VLFLFHFLF/HF

0.02930.06640.1934

9 4 1

67.628.14.3

6.599

86.8 13.2

FrequencyBand

Peak(Hz)

Power(ms2)

Power(%)

Power(n.u.)

VLFLFHFLF/HF

0.00000.06840.3652

11 7 0

60.038.11.9

19.996

74.6 3.7

0 500 1000 1500

0.5

1

RR

I (s)

Time (s)

0 50 100 150 200 250

-0.04

-0.02

0

0.02

Time (s)

RR

I (s)

0.42 0.44 0.46 0.48

RRI (s)

125 130 135 140

HR (beats/min)

0.42 0.43 0.44 0.45 0.46 0.47 0.48 0.49

0.42

0.43

0.44

0.45

0.46

0.47

0.48

0.49SD2

SD1

RRIn (s)

RR

I n+

1 (s)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.5

1

1.5x 10

-4

Frequency (Hz)

PS

D (

s2/H

z)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.50

0.5

1

1.5

x 10-4

Frequency (Hz)

PS

D (

s2/H

z)

Ejemplo de alto grado de RSA

Cambios en la FC con la respiración. Se observa un elevado tono vagal y gran variabilidad.

Respiration Heart Rate

Universidad de Chile, Facultad de MedicinaDiploma CAF

Curso ECF

Respiration Heart Rate

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Curso ECF

Ejemplo de bajo grado de RSA

Se observa un bajo tono vagal o aumento en la acividad simpática y baja variabilidad de la FC relacionada con la respiración.

Mediciones espectrales para 5 sujetos en 3 condiciones de evaluación (5 minutos)

0

10

20

30

40

50

60

Basal Estrés Pensamientos +

VLFLFHF

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Curso ECF

HRV y Bádminton

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Curso ECF

Variabilidad de la frecuencia cardiaca en un deportista juvenil durante una competición de bádminton de máximo nivel. Rev Andal Med Deporte. 2009;2(2):70-4