Średnie RR (Mean RR) w milisekundach
Matematycznie średnia długość RR jest średnią arytmetyczną ze wszystkich odstępów RR w danym pomiarze, wyrażoną w [ms]. RRi oznacza i‑ty odstęp RR, a N — liczbę wszystkich odstępów RR w pomiarze.
hypoxbreath® advanced
Monitoring HRV w urządzeniach hypoxbreath®
W dzisiejszej nauce HRV uznawana jest za jeden z kluczowych wskaźników zdrowia i sprawności organizmu. Jako marker odporności fizjologicznej i elastyczności behawioralnej odzwierciedla zdolność organizmu do skutecznej adaptacji do stresu i wymagań otoczenia. Wiadomo na przykład, że pacjenci po zawale serca mają bardzo niskie HRV.
Badania od dawna pokazują, że diagnostyka HRV pozwala przewidywać zdarzenia chorobowe na długo przed pojawieniem się zmian w samym organizmie. Tym samym poniżej‑przeciętna HRV może być traktowana jako marker spadającej odporności psychicznej i fizycznej oraz przyszłych problemów zdrowotnych.
Dzięki ocenie HRV możliwe jest świetne zrozumienie wpływu danego działania lub okoliczności na procesy fizjologiczne zachodzące w organizmie.
Wszystkie informacje przedstawione poniżej mają służyć wstępnemu zrozumieniu bardzo złożonego obszaru „HRV" oraz możliwości parametrów oceny urządzenia hypoxbreath® advanced. Informacji tych nie należy wykorzystywać do stawiania ogólnych diagnoz.
Zintegrowana analiza HRV urządzenia hypoxbreath® advanced jest jednym z najbardziej rozbudowanych, na stałe wbudowanych narzędzi HRV do treningu IHHT/IHT na świecie. Łączy zarówno liniowe (czasowe), jak i nieliniowe (częstotliwościowe) analizy najpowszechniejszych parametrów HRV, które uznawane są za istotne dla skutecznej oceny sesji IHHT/IHT z optymalnie ustawionym bodźcem treningowym. Wbudowany test HRV pozwala również wykonać jakościowy pomiar HRV w spoczynku.
Analiza HRV urządzenia hypoxbreath® była rozwijana przez ostatnie 5 lat przez doświadczony zespół fizyków medycznych, techników i inżynierów. Algorytmy oprogramowania HRV opierają się na standardach naukowych.
hypoxbreath® zestawia oceny treningowe w sposób przejrzysty
W 2023 r. oprogramowanie hypoxbreath advanced zostało gruntownie zaktualizowane i obejmuje obecnie:
Parametry HRV liniowe (czasowe), nieliniowe i częstotliwościowe:
- Średnie RR w milisekundach i średnia HR
- RMSSD
- SD1 i SD2
- RR Response (rozkład RR) / Detrended RR Series
- Stress Index
- Detrended Fluctuation Analysis (DFA)
- Diagram Poincaré i Lorenza (SD1, SD2 oraz SD2/SD1)
* Dotyczy wyłącznie serii hypoxbreath advanced. Modele ze sterowaniem przez aplikację oraz zintegrowanym monitoringiem HRV prezentują parametry RMSSD i Stress Index.
To czyni systemy hypoxbreath® advanced IHHT/IHT atrakcyjnymi dla profesjonalnych trenerów biofeedbacku.
Trening interwałowo‑hipoksyjny z monitorowaniem HRV czy bez?
HRV — zmienność rytmu serca (heart rate variability) — od dawna uważana jest w medycynie za najbardziej wiarygodny parametr opisujący stan autonomicznego układu nerwowego (ANS), a tym samym niemal wszystkich procesów fizjologicznych i psychologicznych w organizmie.
Autonomiczny układ nerwowy (ANS) składa się z dwóch głównych gałęzi — sympatycznej i przywspółczulnej (parasympatycznej). O ile aktywność nerwu współczulnego podnosi częstość akcji serca i obniża HRV, o tyle nerw przywspółczulny obniża częstość akcji serca i pozytywnie wpływa na HRV. Dobre HRV odzwierciedla zdolność serca do adaptacji do wewnętrznych i zewnętrznych zmian fizycznych oraz psychicznych, co odpowiada dobrej zdolności regulacyjnej organizmu.
HRV dostarcza więc informacji o stanie fizjologicznym i psychologicznym organizmu na długo przed pojawieniem się zauważalnych i widocznych objawów.
Mimo że trening IHHT/IHT odbywa się w pozycji leżącej lub siedzącej, stanowi obciążenie dla organizmu. Każda sesja powinna zatem być dostosowywana indywidualnie i odnoszona do aktualnego stanu fizycznego oraz psychicznego osoby trenującej. Pozwala to optymalnie dobierać bodźce treningowe i szybciej osiągać założone cele.
Zintegrowany test HRV oraz monitoring HRV w trakcie całej sesji pomagają znaleźć najlepsze parametry treningu i sprawić, by przebieg sesji był jak najbardziej efektywny.
Funkcje monitora HRV hypoxbreath® — przegląd
Łatwość obsługi
Brak konieczności instalacji dodatkowego oprogramowania ani sprzętu. Monitor HRV jest w pełni zintegrowany z oprogramowaniem urządzeń IHHT/IHT**.
Optymalizacja danych pomiarowych
Automatyczny algorytm korekcji służący do usuwania artefaktów pomiarowych w szeregach czasowych odstępów RR.
Dokumentacja
Funkcje raportowania i eksportu pozwalające dokumentować postępy treningowe jako raport PDF z parametrami i grafikami HRV lub eksport CSV ze wszystkimi danymi liczbowymi do złożonych analiz długoterminowych.
** Dotyczy wyłącznie serii hypoxbreath advanced. W modelach hypoxbreath® oraz hypoxbreath®‑med monitoring HRV obejmuje obliczanie wartości RMSSD per faza oraz Stress Index.
Parametry HRV hypoxbreath® — szczegółowo i ich znaczenie
RMSSD — pierwiastek średniokwadratowy różnic kolejnych odstępów RR
Wartość RMSSD pokazuje zmianę częstości akcji serca pomiędzy dwoma kolejnymi uderzeniami (czyli od załamka R do załamka R w EKG). Uznawana jest za wskaźnik aktywności przywspółczulnej.
Diagnostyczne znaczenie RMSSD jako parametru HRV bywa znacząco niedoceniane ze względu na jego wrażliwość na artefakty pomiarowe i arytmię — mimo to dobrze sprawdza się jako marker zdolności organizmu do regeneracji i pozwala oceniać aktywność przywspółczulną.
Wartość obliczana jest na podstawie różnic czasowych między kolejnymi uderzeniami serca, dokładniej między załamkami R krzywej EKG. Zmiany częstości akcji serca pozwalają określić, jak dobrze organizm radzi sobie z przełączaniem między stresem a odprężeniem.
Wysoka wartość RMSSD wskazuje na silny układ przywspółczulny i dobrą zdolność regulacji autonomicznego układu nerwowego (ANS). Oznacza to, że organizm dobrze radzi sobie z przejściem między obciążeniem a regeneracją.
W widoku chronologicznym sesji treningowych wartość ta pozwala wyciągać wnioski o poziomie obciążenia i stopniowym budowaniu odporności organizmu.
Choć wartość RMSSD z pomiaru pojedynczej sesji jest wskaźnikiem aktualnego stanu obciążenia, w odniesieniu do innych parametrów HRV może być również wskaźnikiem stanu przewlekłego stresu.
Na przykład u osób z wyczerpaniem, przewlekłym zmęczeniem czy zaburzeniami snu wartość RMSSD jest często obniżona, podczas gdy Stress Index istotnie podwyższony.
Średnia HR (Mean HR)
Średnia HR jest zwykle mierzona w trakcie treningu. Stanowi dobry wskaźnik intensywności obciążenia.
Stress Index
W obliczaniu Stress Index uwzględnione są wartości z pomiaru HRV oraz pulsu.
Dla specjalistów EKG: Stress Index opiera się na rozkładzie częstości (histogramie) zmierzonych odstępów RR i obliczany jest ze stosunku ich liczby do wariancji odstępów RR. Niewielka liczba identycznych odstępów RR lub duża liczba różnych odstępów RR (wysoka dyspersja) wskazują na dobrą HRV — i odwrotnie.
Stress Index pozwala wyciągać wnioski o zdolności regulacyjnej autonomicznego układu nerwowego (ANS). Im wyższy Stress Index, tym większe bieżące obciążenie (fizyczne, emocjonalne itd.) i większa nierównowaga ANS.
PNS i SNS — wskaźnik regeneracji i obciążenia
Subiektywne odczuwanie stresu i rzeczywiste obciążenie często znacząco się różnią. Dodatkowo każda osoba reaguje inaczej na sytuacje stresowe. Analiza parametrów HRV — wskaźnika PNS oraz wskaźnika SNS — pomaga w jakościowej ocenie sesji treningowej. Pozwala wyciągać wnioski o faktycznym obciążeniu fizycznym treningu oraz o tym, czy osoba trenująca rzeczywiście wchodzi w stan odpoczynku w fazach regeneracji (hyperoksja / normoksja).
Wskaźnik regeneracji (PNS) obliczany jest na podstawie parametrów HRV: średniego odstępu RR, RMSSD oraz SD1 — czyli tych, które odwzorowują aktywność przywspółczulną. PNS pozwala wnioskować o zdolności organizmu do regeneracji.
- PNS Index = 0 oznacza, że wartość regeneracji odpowiada średniej populacyjnej.
- PNS Index > 0 wskazuje na lepszą wartość regeneracji.
- PNS Index < 0 należy interpretować jako poniżej przeciętnej.(1)
Wskaźnik obciążenia (SNS) obliczany jest na podstawie parametrów HRV: średniej częstości akcji serca, Stress Index oraz SD2 — czyli tych, które odwzorowują aktywność współczulną.
- SNS Index > 0 wskazuje na sytuację stresu / obciążenia.
- SNS Index < 0 — w zależności od celu treningowego — należy oceniać pozytywnie.
Wskaźniki SNS i PNS przyjmują zwykle wartości pomiędzy −3 a +3. W pomiarach długoterminowych w ciągu dnia mogą osiągać wyższe wartości, jeśli wystąpiły nadzwyczajne reakcje stresowe.(1)
(1) Źródło: Mesana — belastungs-und-regenerationsindex-teil-1.
RR Response (rozkład RR)
RR Response — kolejny liniowy (czasowy) parametr analizy HRV — przedstawiana jest w tzw. histogramie, czyli wykresie słupkowym. Pokazuje on rozkład częstości występowania różnych odstępów RR (zgrupowanych w słupki). Każdy słupek na osi poziomej opisuje odstęp RR, a oś pionowa — częstość jego wystąpienia w trakcie pomiaru.
Przykłady histogramów RR:
- A — lewy górny: osoba zdrowa; układ słupków jest centralny, najwyższe słupki (moda) w zakresie 0,7–1,0 s. Prawidłowa praca serca zwykle daje asymetryczny, kopułowaty i gęsty histogram, zbliżony do krzywej Gaussa.
- B — prawy górny: przykład histogramu osoby z arytmią.
- C — lewy dolny: przykład histogramu osoby z niewydolnością serca.
- D — prawy dolny: przykład histogramu osoby z omdleniami (syncope). Wykres jest niejednorodny i widoczne są dwa wyraźne piki. (Uwaga: w długoterminowych pomiarach HRV w histogramie zwykle widoczne są liczne piki częstości.)
Źródło: Diagnostics 2020, 10(5), 322; doi.org/10.3390/diagnostics10050322.
DFA — „Detrended Fluctuation Analysis"
DFA to ilościowa metoda analizy szeregów czasowych i pomiarowych, w której określa się stopień losowości lub regularności szeregu w czasie. W monitorze HRV hypoxbreath metoda ta analizuje serie pomiarowe HRV pod kątem danych losowych i powtarzalnych. Pozwala to wyciągać wnioski o tym, jak współpracują ze sobą poszczególne układy kontrolne (współczulny i przywspółczulny).
Wartości DFA‑alpha 1 wyznaczane są metodami nieliniowymi na podstawie dokładnych odstępów RR między poszczególnymi uderzeniami serca. Wartość DFA‑alpha 1 mówi nie tylko o czysto ilościowych (czasowych) zmianach HRV, ale również o jakościowych czynnikach regulacji. Jakościowe spojrzenie na HRV ma w diagnostyce i terapii nieco wyższy priorytet.
- Alpha 1 = 1,0 oznacza, że w HRV zmierzono 50% wartości losowych. Wskazuje to na szybką reakcyjność ANS. Pozostałe 50% wartości powtarzalnych świadczy o zbalansowanym ANS i dobrej zdolności regulacji.
- Alpha 1 > 1,0 wskazuje na lepszą równowagę, dobrą odporność oraz zbalansowane procesy kompensacji i regulacji w organizmie.
- Alpha 1 < 1,0 oznacza rosnącą losowość pomiarów, co skutkuje nierównowagą w układach regulacyjnych.
- Alpha 1 < 0,8 wskazuje na wysoką nierównowagę i obniżoną zdolność regulacji / brak koherencji we wszystkich układach regulacyjnych organizmu.
Uwaga: wartość Alpha 1 może zmieniać się wraz ze wzrostem intensywności i spadać z wartości wyjściowych powyżej 1,0 do wartości ok. 0,75 (na progu tlenowym — nie należy mylić z progiem beztlenowym ani mleczanowym!) i do ok. 0,5 przy bardzo wysokiej intensywności.
Wartość Alpha 2 wykorzystywana jest często jako parametr nieliniowy dla dłuższych odstępów RR. Według aktualnej wiedzy obniżone wartości wiąże się z raczej niekorzystną prognozą.
Uwaga: poprawna interpretacja tych wykresów i wartości wymaga wiedzy eksperckiej i powinna być przeprowadzana wyłącznie przez odpowiednio przeszkolone osoby.
SD1 i SD2 — diagram Poincaré / Lorenza
Diagram Poincaré to graficzna reprezentacja stosunku odstępu RR do odstępu RR+1. Innymi słowy pierwszy punkt przedstawia stosunek pierwszego odstępu RR (oś X) do następnego, drugiego odstępu RR (oś Y). Kolejny punkt powstaje na podstawie stosunku drugiego odstępu RR (tym razem oś X) do trzeciego odstępu RR (oś Y) itd.
Im bardziej różnią się kolejne odstępy RR (czyli im wyższa zmienność), tym bardziej otwarta i większa staje się prezentowana chmura punktów.
SD oznacza odchylenie standardowe (standard deviation). Opisuje zakres wahań wokół wartości średniej. W odniesieniu do zmienności rytmu serca SD mówi o wahaniach częstości akcji serca.
SD1
Wartość SD1 opisuje raczej wpływ przywspółczulny. Pokazuje, jak szybko zmienia się częstość akcji serca (w milisekundach). Parametr ten jest bardziej wrażliwy na szybkie, wyższe częstotliwościowo zmiany rytmu serca. Na diagramie SD1 opisuje odchylenie standardowe prostopadłych odległości punktów RRi/RRi+1 do średnicy poprzecznej elipsy — czyli szerokość chmury punktów w Poincaré (zielona linia).
Z pewnym doświadczeniem na podstawie SD1 można odczytywać krótkoterminowe zmiany zmienności rytmu serca. Wartość ta dostarcza informacji o bieżącym stanie. Obniżone wartości wskazują np. na aktualne obciążenie stresowe (np. o charakterze emocjonalnym).
SD2
Wartość SD2 przypisywana jest wpływowi współczulnemu i odzwierciedla wolniejsze procesy regulacji, w których układ przywspółczulny i współczulny działają w różnym stopniu wspólnie. SD2 to odchylenie standardowe prostopadłych odległości punktów RRi/RR do średnicy podłużnej elipsy — czyli długość chmury punktów w Poincaré (niebieska linia).
Poincaré
Stosunek wartości SD1 i SD2 jest dobrze widoczny w Poincaré. SD1 i SD2 reprezentują wzajemnie prostopadłe średnice (zielona i niebieska linia). SD1 opisuje funkcjonalność przywspółczulną, a SD2 — współczulną i jej wpływ na rytm serca.
Monitoring HRV dostępny w serii hypoxbreath® advanced
Doradztwo w wyborze urządzenia hypoxbreath® z funkcją zintegrowanej analizy HRV dopasowanego do potrzeb prywatnych lub instytucjonalnych.